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【导语】近日，全球首个基于人工智能技术的处理器芯片软硬件全自动设计系统“启蒙”正式发布。该系统由中国科学院计算技术研究所与软件研究所联合推出，能实现从芯片硬件到基础软件的全流程自动化设计，其性能已达到甚至超越人类专家手工设计水平。这一突破有望大幅缩短芯片设计周期，降低设计成本，并灵活满足日益多样化的芯片需求。

记者6月10日获悉，全球首个基于人工智能技术的处理器芯(xīn)片(piàn)软(ruǎn)硬(yìng)件(jiàn)全自(zì)动(dòng)设(shè)计(jì)系(xì)统(tǒng)“启(qǐ)蒙(méng)”近(jìn)日(rì)正(zhèng)式(shì)发(fā)布(bù)。该(gāi)系(xì)统(tǒng)能(néng)实(shí)现(xiàn)从(cóng)芯(xīn)片(piàn)硬(yìng)件(jiàn)到(dào)基(jī)础(chǔ)软(ruǎn)件(jiàn)的(de)全流(liú)程(chéng)自动化设计，意味着实现AI设计芯片，而且其设计在多项关键指标上达到人类专家手工设计水平。相关研究成果近日发布于预印本网站arXiv。

处理器芯片被誉为现代科技的“皇冠明珠”，其设计过程复杂精密、专业门槛极高。传统设计高度依赖经验丰富的专家团队，往往需要数百人参与、耗时数月甚至数年，成本高昂、周期漫长。与此同时，随着人工智能、云计算和边缘计算等新兴技术的发展，市场对专(zhuān)用(yòng)处(chù)理(lǐ)器(qì)芯(xīn)片(piàn)及其基础软件适配优化的需求正日益增长。然而，我国处理器芯片从业人员数量严重不足，难以满足这一增长的需求。

面对这一挑战，中国科(kē)学(xué)院(yuàn)计(jì)算(suàn)技(jì)术(shù)研(yán)究(jiū)所(suǒ)处(chù)理(lǐ)器(qì)芯(xīn)片(piàn)全国(guó)重(zhòng)点(diǎn)实(shí)验(yàn)室(shì)联(lián)合(hé)中(zhōng)国(guó)科(kē)学(xué)院(yuàn)软(ruǎn)件(jiàn)研(yán)究(jiū)所(suǒ)，推(tuī)出(chū)“启(qǐ)蒙(méng)”系(xì)统(tǒng)。该(gāi)系(xì)统(tǒng)依(yī)托(tuō)大(dà)模(mó)型(xíng)等(děng)先(xiān)进(jìn)人(rén)工(gōng)智(zhì)能(néng)技(jì)术(shù)，可(kě)实(shí)现CPU的自动设计，并能为芯片自动配置相应的操作系统、转译程序、高性能算子库等基础软件。

 “启蒙1号”实物。

在CPU自动设计方面，利用“启蒙”系统实现国际首个全自动化设计的CPU芯片“启蒙1号”，5小时内完成32位RISC-V CPU的全部前端设计，性能达到Intel 486水(shuǐ)平(píng)，规(guī)模超过400万个逻辑门，目前已完成流片。其升级版“启蒙2号”为国际首个全自动设计的超标量处理器核，性能达到ARM Cortex A53水平，规模扩大至1700万个逻辑门。

 “启蒙1号”和“启蒙2号”的性能对比。

在基础软件方面，“启蒙”系统同样取得显著成果。例如，可自动生成定制优化后的操作系(xì)统(tǒng)内(nèi)核(hé)配(pèi)置(zhì)，性(xìng)能(néng)相(xiāng)比(bǐ)专(zhuān)家(jiā)手(shǒu)工(gōng)优(yōu)化(huà)提(tí)升(shēng)25.6%；可(kě)实(shí)现(xiàn)不(bù)同(tóng)芯(xīn)片(piàn)和(hé)不(bù)同(tóng)编程模型之间的自动程序转译，性能最高达到厂商手工优化算子库的2倍；可自动生成矩阵乘等高性能算子，在RISC-V CPU和NVIDIA GPU上的性能分别提高110%和15%以上。

这项研究有望改变处理器芯片软硬件的设计范式。它不仅能显著减少人工参与、提升设计效率、缩短设计周期，更能针对特定应用场景需求实现快速定制化设计，灵活满足日益多样化的芯片设计需求。

（原标题为《全球首个！处理器芯片软硬件全自动设计系统“启蒙”发布》）